62 相对功率电平及相关概念 - ITU.DOC

ITU-R V.574-4建议书 电信中分贝和奈培的使用*, **, *** (1978-1982-1986-1990-2000年) Rec. ITU-R V.574-4 范围 本案文就以对数形式表示与功率有关的量时所使用的符号做出了建议，并提供了相关用法及分贝与奈培之间关系的范例。 国际电联无线电通信全会， 考虑到 a)经常使用分贝和奈培来表示量； b)国际电工技术委员会的国际标准IEC60027-3；1989年关于“对数的量和单位”； ) 国际标准组织的国际标准ISO31； ) 在国际级的交流中使用唯一的一个单位，对数形式来表示国际规格和测量结果的数值是方便的； ) 在无线电通信中仅使用分贝来表示对数形式的测量结果； 建议 1 对那些直接或间接与功率相关的量的对数表示，所用符号遵循附件1给出的导则。 附 件 1 分贝和奈培的使用 1. 分贝的定义 1.1 贝bel）（符号B是用以10为底的对数形式来表示两个功率之比。这个单位不常使用，而由分贝符号dB来替代，分贝是贝的1/10。 1.2 分贝可用来表示两个场量(譬如电压、电流、声压、电场、电荷速度或密度之比，在线性系统中它们的平方是和功率成比例的。为了获得和功率比一样的数值，假定阻抗相等时，场量比的对数乘以系数20。 电流或电压比和相应功率比之间的关系是和阻抗有关的。当阻抗不相等时，分贝的使用是不适当的，除非对有关的阻抗给出充分的数据。 例如，如果P1和P2是两个功率，它们用分贝表示的比为： 10 lg (P1?/?P2)  1.3 分贝也可用来表示一个和功率有十分确定关系的量的两个值之比。在这种情况下，这个比的对数必须乘以一个代表该量和功率之间关系的因数，同时就要增加代表倍乘因数的那一项。 P1和P2 的比值取决于另一个量X 的两个取值X1和X2的比值，且两个比值之间的关系为P1/P2???(X1/X2)?, 其中?为任一实数，那么我们可以下列公式表示其分贝数： 10 lg (P1?/?P2)?????10 ? lg (X1?/?X2)?????????dB 2. 奈培的定义 奈培符号Np是用自然对数形式来表示两个场量之比，譬如电压或电流之比，它们的平方是与功率成比例的。功率比的奈培值是功率比自然对数之半。只有当阻抗相等时，两个场量之比的奈培值和相应功率之比的奈培值才相等。 1奈培相当于场量比的e值，而相当于功率比的e2值。 也采用分奈培(dNp)这样的约量。 在有些学科中奈培可能用来表示没有1/2系数的功率比的对数。这的例子光深度或辐射测量学中的衰减。在电信中禁止这样的用法，以防引起混乱。在这一定义下奈培事实上就等于4.34 dB，而不是通常情况的8.68 dB。 3. 分贝和奈培的使用 各国可在其自己的领土上继续使用奈培或分贝；避免进行数值的换算，那些宁愿这样做的国家可以根据双边协来继续在们之间使用奈培。 对于涉及传输测量和有关数值的资料的国际交流和对于这样一些数值的极限的国际规格，所使用的唯一对数表达是分贝。 对理论或科学计算而言，由于比值是以自然对数形式表示的，因此无论说明与否均使用奈培单位。 由于对复数量进行某些计算的结果，会得到用奈培表示的实部和用弧度表示的虚部。可以利用一些系数来换算成分贝或度。 奈培和分贝之间的换算值如下所示： 1 Np ? (20 lg e) dB ( 8.686 dB 1 dB ? (0.05 ln 10) Np ( 0.1151 Np 4. 使用包含dB的符号的规则 当涉及包含dB的符号时，应尽可能遵守以下各项规则： 4.1 没有附加标记的符号dB 应用没有附加标记的符号dB来指明两个功率、两个功率密度或两个显然和功率相关联的量之比或者两个功率级之间的差。 4.2 后跟有用括号注明的附加信息的符号dB 应用后跟有用括号注明的附加信息的符号dB来表示功率、功率通量密度或任何其他显然和功率相关联的量相对于括号内的基准值的绝对电平。然而在情况下由于大家共同使用而产生简化的符号，譬如使用dBm而不用dB(mW)。 4.3 后跟括号的附加信息的符号dB 应用后跟无括号的附加信息的符号dB来表示常规的特定条件，譬如通过指定的滤波器或在一个电路的指定点上的测量所得结果。 5. 损耗和增益 衰减或损耗电的、电磁的或声的功率在两点间的减小。衰减也是功率减小的数量表达由功率或一个与功率以十分确定的方式相关联的量在两点上的值之比来表示。 增益是一个电的、电磁的或声的功率在两点间的增大。增益也是功率增大的数量表达这种增大由功率或一个与功率以十分确定的方式相关联的量在两点上的值之比来表示。通常以分贝表示 必须给出所提到的这种损耗或增益的确切例如，图像衰减系数、插入损耗、天线增益，事实上这